超音波CTおよびアコースティック・エミッション測定を用いた樹木診断システムの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08556023
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Section: 試験
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 渡辺 直明 東京農工大学, 農学部, 助手 (10143637)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神庭 正則 (株)エコル, 空間緑花部, 課長 ; 岩井 邦夫 (株)昭和電気研究所, 関東営業所, 所長 ; 佐藤 敬一 東京農工大学, 農学部, 助手 (90178723)
• Keywords: 樹木診断 / 超音波CTスキャナー / アコースティック・エミッション / 生立木 / 非破壊検査

Research Abstract

本研究では樹木の通導組織の機能をアコースティック・エミッション(AE)検出で、幹内部の力学的支持能力を超音波CTによる画像化を行い両者を統合することで、実験や試料採取の困難な老樹、巨樹の診断を非破壊で可能にするシステムづくりを目指し、8年度では以下の結果を得た。
樹木が成長時の水ストレスに対応して発生するAEは樹木の種類や生育段階で異なることが分かった。組織培養のカラマツからのAE発生は育成光の照射時間と対応がみられず、その頻度は不定根の発生状態で異なった。スギ苗木では日射量が増加する朝から昼にかけてAEが多く発生し、曇天時の晴れ間でも同様な増加傾向があり、日射量の変化に対する鋭敏な反応が認められた。苗木の茎横断面の半分を切除した実験では、切除直後1〜2時間大量のAEが発生したが、その後は対象苗と変わらなかった。その時間帯以降はケヤキ、クスノキでは苗の蒸散量の日変化に影響しなかったが、スギでは影響が残り、通導機構の違いがAE発生に反映されたようである。成木では発生パターンやエネルギーが異なるAEが測定され、今後、他の生理学的性質も含めAE発生機構と幹木部での水分貯留様式との関係を明らかにしていく必要がある。
超音波CTスキャナーは木材の異方性、不均質性を中心に基礎的データの集積を行った。広葉樹環孔材、散孔材、針葉樹の8樹種について、丸太とそれを細分割した木口円柱を作製し木口断面全方向への音波伝播特性をトーンバースト法で測定し、プログラムへのパラメーター入力を検討した。直径30cm程度の木口断面のCT画像化は可能となったが、直径増加に伴い発信を電気的に起こすパルサーの能力不足が懸念され、9年度はこの問題と生立木への設置方法について検討を進めていきたい

Research Products

• [Publications] Keiichi SATO: "Acoustic Emission Characteristes Generated from Seedling,Adult tree and Shoot Culture of Conifers." Transactions of the Materials Research Society of JAPAN. 20. 48-51 (1996)
• [Publications] 佐藤敬一: "被爆クスノキのアコースティック・エミッション測定" 日本生気象学会誌. 33・3. s51-s51 (1996)
• [Publications] 佐藤敬一: "AEを用いて植物とコミュニケイション" コンピューター&エデュケーション(CIEC会誌). 1. 73-76 (1996)
• [Publications] 渡部克彦: "AEを用いた樹木の水分通導変化の検出" 日本林学会関東支部大会発表論文集. 48. 97-100 (1997)
• [Publications] 渡辺直明: "腐朽部診断の方法と機器「新・樹木医の手引」" 日本緑化センター, 476(410-419) (1996)